Учебно-методический комплекс дисциплины «Нуклеиновые кислоты»



жүктеу 7,52 Mb.
бет14/117
Дата28.09.2023
өлшемі7,52 Mb.
#43588
түріУчебно-методический комплекс
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   117
КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ

СЕМЕЙСТВО В-ДНК
В-ДНК
В-ДНК вместе с родственными формами входит в В-семейство двойных спиралей. Спираль В-ДНК является правой, на каждый виток приходится около 10 пар оснований, и расстояние между нуклеотидами вдоль оси спирали составляет ~3,4 Å. Шаг спирали – 34 Å, диаметр молекулы равен 20 Å (1,8 нм). Пары оснований почти перпендикулярны оси спирали, угол наклона пар составляет около 6, а угол спирального вращения – 36. Пары оснований расположены на оси спирали (смещение от оси около -0,2 Å). Так как ось спирали проходит через пары, желобки менее выражены, чем в A-ДНК. В В-ДНК главный желобок шире и несколько глубже, чем минорный. Ширина составляет 12 и 6 Å, а глубина 8,5 и 7,5 Å для большого и малого желобков, соответственно. Больший размер главного желобка в В-ДНК делает его более доступным для взаимодействия с белками, специфически узнающими ДНК. У B-семейства ДНК фуранозные кольца имеют конформацию С2'-эндо (или близкую ей С3'-экзо), расстояние между соседними фосфатами до 7 Å, а угол, описывающий вращение вокруг гликозидной связи С1'-N, оказывается в диапазоне -90–(-120), т.е. основание и сахар находятся в анти-конформации (таблица 2.1).
ДНК в водных растворах и в волокнах при высокой влажности находится в В-форме. Считается, что именно эта форма отвечает состоянию нативной ДНК в клетке. При дегидратации происходит переход В-ДНК в A-форму.
C-ДНК
При определенных условиях (достаточно низкая относительная влажность, высокая концентрация соли) природные ДНК и синтетические полинуклеотиды с определенной последовательностью могут переходить в С-форму. Структура С-ДНК имеет сходство с В-ДНК. Шаг двойной спирали С-ДНК равен 30,9 Å, и число пар оснований на виток составляет 9,33, структурный мотив повторяется через каждые три витка, т.е. через 28 пар оснований. В этой нецелочисленной спирали С-ДНК дезоксирибоза находится в С3'-экзо (или практически эквивалентной ей С2'-эндо) конформации, как в В-ДНК. Пары оснований наклонены на -8 относительно перпендикуляра к оси спирали, поэтому расстояние между нуклеотидами вдоль оси несколько меньше, чем в В-ДНК. Ось С-ДНК проходит через минорный желобок двойной спирали. Желобки близки по размерам к желобкам В-ДНК, но при этом главный желобок несколько мельче, а минорный желобок – глубже.
D-ДНК
Спираль D-ДНК закручена сильнее, чем В-ДНК. На каждый виток приходится всего 8 пар оснований, при этом высота витка равна 24,3 Å. Угол спирального вращения в D-ДНК равен 45, а расстояние между нуклеотидами вдоль оси спирали – 3,03 Å. Диаметр спирали равен 21 Å, а угол наклона пары относительно перпендикулярной к оси плоскости составляет -16. Ось спирали проходит через минорный желобок. Главный желобок более мелкий по сравнению с В- и С-ДНК, а минорный – очень глубокий и узкий (ширина минорного желобка D-ДНК – 1,3 Å, главного – 8,9 Å; глубина минорного желобка – 6,7 Å, главного – 5,8 Å). Из-за этого фосфатные и карбонильные группы противоположных цепей подходят друг к другу настолько близко, что у молекул воды и катионов появляется возможность образовывать поперечные сшивки и тем самым стабилизировать конформацию D-ДНК. В D-ДНК, как и в других двойных спиралях В-семейства, фуранозные кольца находятся в конформации С3'-экзо.
Природные ДНК не образуют двойных спиралей D-типа. Исключение составляют АТ-богатые участки в ДНК с чередующимися последовательностями и ДНК фага Т2, которую отличает высокая степень модификации. Примерами синтетических полинуклеотидов, находящихся в D-форме являются: poly(dA–dT)•poly(dA–dT); poly(dI–dC)•poly(dI–dC) при относительной влажности 75% и poly(dA–dA–dT)•poly(dA–dT–dT) и poly(dA–dI–dT)•poly(dA–dC–dT) при 66% влажности и натрии в качестве противоиона.
T-ДНК
ДНК фага Т2 – единственная из известных природных ДНК, образующая двойную спираль D-типа. В этой ДНК вместо цитозина содержится 5-гидроксиметилцитозин, кроме того, она глюкозилирована более чем на 70%. Конформационные параметры ДНК фага Т2 (Т-ДНК) близки к таковым для D-ДНК. В ДНК фага Т2 на виток спирали приходится восемь нуклеотидов. Шаг спирали – 27,2 Å, расстояние между нуклеотидами вдоль оси спирали – 3,4 Å. Угол спирального вращения – 45. Для Т-ДНК характерен лишь небольшой отрицательный наклон пар -6, что существенно меньше величины -16, свойственной D-ДНК. Сахар находится в С2'-эндо (или С3'-экзо)-конформации. Пары смещены вдоль спирали Т2-ДНК на -1,43 Å (для D-ДНК -1,8 Å), т.е. в сторону минорного желобка. В результате у спирали ДНК Т2 минорный желобок глубокий и узкий, а главный желобок – мелкий и широкий.
В волокнах при относительной влажности выше 95% Т-ДНК находится в В-форме. Число нуклеотидов на виток равно 10. По мере уменьшения влажности число пар оснований на виток постепенно уменьшается, и при относительной влажности 60% образуется спираль с восемью парами оснований на виток. Из того факта, что В–Т-переход осуществляется постепенно, можно заключить, что закручивание спирали не сопряжено с преодолением какого бы то ни было энергетического барьера и параметры спирали ДНК фага Т2 плавно меняются в широком диапазоне значений относительной влажности. Напротив, у обычных ДНК В–А-переход осуществляется скачкообразно. Это указывает на наличие энергетического барьера между состояниями с конформациями сахара С3'-экзо и С3'-эндо.
Z-ДНК
В отличие от A- и B-ДНК, Z-форма – левоспиральная конформация ДНК. Z-форма ДНК была открыта в 1979 г. А. Ричем (A. Rich) и соавторами при исследовании структуры гексануклеотида d(CG)3. Левая двойная спираль Z-ДНК образуется, если poly(dG-dC) поместить в водный раствор с высокой концентрацией MgCl2, NaCl или спирта.
У этой спирали сохраняется уотсон-криковское спаривание оснований, однако в паре G-C сахар у гуанозина находится в С3'-эндо-конформации, основание – в син-конформации, тогда как для цитидина соответствующие параметры – это С2'-эндо и анти-конформации. Угол спирального вращения (т.е. угол поворота пары относительно соседней вокруг оси спирали) для Z-ДНК равен -9 или -51, в зависимости от того, какой из контактов, анти-син или син-анти, реализуется в данном месте. Повторяющейся единицей этой спирали является не пара нуклеотидов, а две соседние пары. В каждой из комплементарных нитей Z-ДНК происходит чередование син- и анти-конформаций нуклеотидных звеньев, а в каждой паре оснований одно всегда находится в син-конформации относительно гликозидной связи, другое – в анти-конформации.
На виток Z-спирали приходится 12 пар оснований, или шесть повторяющихся динуклеотидных фрагментов. Шаг спирали составляет 4,5 нм, что существенно больше, чем у B-ДНК. У левых двойных спиралей имеется только минорный желобок, через который проходит ось спирали. Он узкий и глубокий и с двух сторон ограничен фосфатными группами. Область главного желобка заполнена атомами С5 цитидина и N7, С8 гуанина.
В левозакрученной Z-ДНК фосфодиэфирный остов располагается вдоль оси молекулы зигзагообразно. Такая зигзагообразная форма определяется тем, что в отличие от большинства правых комплементарных двойных спиралей ДНК и РНК «фосфатный радиус» Z-спирали меняется, принимая попеременно два разных значения. Расстояние до оси спирали для фосфата у d(CpG) оказывается меньше (около 6,2 Å), чем у фосфата d(GpC) (около 7,6 Å). Соседние сахара направлены в противоположные стороны, линия, последовательно соединяющая атомы фосфора в цепи, перестает быть гладкой, как в двойных спиралях с эквивалентными нуклеотидами, и приобретает зигзагообразный вид. Отсюда происходит и название Z-ДНК. Z-форму стабилизируют спермин, двухвалентные катионы и введение определенных химических модификаций. Биологическое значение Z- ДНК пока неясно. Она обнаружена в хромосомах дрозофилы и, возможно, участвует в регуляции суперспирализации
Таблица 2.1

жүктеу 7,52 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   117




©g.engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет
рсетілетін қызмет
халықаралық қаржы
Астана халықаралық
қызмет регламенті
бекіту туралы
туралы ережені
орталығы туралы
субсидиялау мемлекеттік
кеңес туралы
ніндегі кеңес
орталығын басқару
қаржы орталығын
қаржы орталығы
құрамын бекіту
неркәсіптік кешен
міндетті құпия
болуына ерікті
тексерілу мемлекеттік
медициналық тексерілу
құпия медициналық
ерікті анонимді
Бастауыш тәлім
қатысуға жолдамалар
қызметшілері арасындағы
академиялық демалыс
алушыларға академиялық
білім алушыларға
ұйымдарында білім
туралы хабарландыру
конкурс туралы
мемлекеттік қызметшілері
мемлекеттік әкімшілік
органдардың мемлекеттік
мемлекеттік органдардың
барлық мемлекеттік
арналған барлық
орналасуға арналған
лауазымына орналасуға
әкімшілік лауазымына
инфекцияның болуына
жәрдемдесудің белсенді
шараларына қатысуға
саласындағы дайындаушы
ленген қосылған
шегінде бюджетке
салығы шегінде
есептелген қосылған
ұйымдарға есептелген
дайындаушы ұйымдарға
кешен саласындағы
сомасын субсидиялау